O que são cabos de alta tensão? Tipos, usos e benefícios explicados

Pense em nossas paisagens de linhas de energia, na rede quase acidental de linhas que comparecem elétricos ao sangue, nossa vasta rede de linhas de energia que trazem eletricidade às nossas casas, indústrias e cidades. O cabo de alta tensão é um dos muitos componentes complexos encontrados no centro deste sistema que faz com que a transmissão de energia moderna funcione. Porque esses são heróis desconhecidos desses cabos que permitem a transmissão eficiente de uma enorme quantidade de eletricidade a longas distâncias 

Neste artigo, você aprenderá sobre o que são cabos de alta tensão, onde eles são usados, o que os distingue de outros tipos de cabos, seus tipos, recursos e por que você deve prestar atenção aos requisitos especiais de instalação e operação.

O que são cabos de alta tensão e ultra alta tensão?

Esses cabos são projetados para transportar energia elétrica em alta tensão, normalmente variando de 35 kV a 220 kV. Eles são compostos de condutor, isolamento, cobertura de materiais protetores para permitir uma transmissão de energia segura e eficiente. Os cabos de tensão ultra alta funcionam com tensão ainda mais alta, geralmente entre 330 kV e 750 kV, permitindo que a eletricidade seja transmitida a distâncias muito longas com perda mínima.

Onde os cabos de alta tensão são usados?

Cabos de alta tensão são essenciais em vários cenários:

Redes de transmissão de energia: Isso os leva de usinas de energia a subestações para transportar o poder entre as cidades e através das regiões.

Instalações industriais: Os cabos fornecem energia para máquinas pesadas e trabalho em larga escala para manter os processos industriais funcionando perfeitamente.

Fazendas de energia renovável: A eletricidade gerada a partir de usinas de vento, solar e hidrelétrica é transmitida para a grade de energia principal usando cabos de alta tensão, em apoio a esforços de energia sustentável.

Sistemas subterrâneos urbanos: Os cabos de alta tensão subterrâneos fornecem eletricidade a áreas densamente povoadas, onde não há linhas aéreas.

Transporte: Em projetos de transporte público urbano, como metrôs e sistemas ferroviários leves, são colocados cabos de alta tensão ao longo das linhas de pista para fornecer energia das subestações principais para a tração e as subestações intensificadas. Essas subestações suportam operações de trem nas seções e alimentam vários equipamentos de estação, incluindo iluminação, ventilação e elevadores.

Como os cabos de alta tensão diferem dos cabos de média e baixa tensão?

As principais distinções entre cabos altos, médios e de baixa tensão estão em seu projeto, isolamento e aplicações:

Níveis de tensão:

Cabos de baixa tensão: Usado em aplicações comerciais residenciais e leves: até 1 kV.

Cabos de média tensão: Para redes de distribuição urbana e aplicações industriais; 1 kV a 35 kV.

Cabos de alta tensão: Para serviços acima de 35 kV usados ​​para transmissão de longa distância e interconexão de grades de energia.

Requisitos de isolamento:

Cabos de alta tensão: Esses cabos têm tensões extremamente altas e têm requisitos estritos de isolamento. Materiais de isolamento de alta qualidade e de alta qualidade, como polietileno reticulado (XLPE), são normalmente usados.

Cabos de média tensão: Os materiais de isolamento devem suportar de forma estável os níveis de tensão média. Materiais comuns como cloreto de polivinil (PVC) e borracha de etileno-propileno (EPR) são adequados para isolamento do cabo de média tensão.

Cabos de baixa tensão: Os requisitos de isolamento são relativamente mais baixos, com camadas de isolamento mais finas. Os materiais de isolamento de PVC ordinários são suficientes para aplicações gerais de cabo de baixa tensão.

Construção: 

Cabos de alta tensão: A estrutura é frequentemente complexa. Além da camada básica de condutores e isolamento, esses cabos geralmente incluem camadas de blindagem (blindagem interna e externa), camadas tamponadas, bainhas metálicas (por exemplo, bainhas de alumínio ou chumbo) e camadas protetidas externas.

Cabos de média tensão: A estrutura é relativamente mais simples em comparação com os cabos de alta tensão. Geralmente, consiste em um condutor, camada de isolamento, camadas de blindagem (alguns cabos de média tensão os possuem) e uma camada protetora externa.

Cabos de baixa tensão: A estrutura é geralmente simples, geralmente incluindo um condutor e uma camada de isolamento. Alguns podem ter revestimento básico, principalmente para facilitar a conexão de dispositivos elétricos terminais.

Quais são os diferentes tipos de cabos de alta tensão e suas características?

Cabos de alta tensão podem ser categorizados com base em materiais de isolamento e projeto estrutural:

Por material de isolamento:

Cabos de polietileno reticulado (XLPE): Conhecido por grande resistência térmica e resistência mecânica, até 220 kV.

Cabos de alta tensão isolados de cloreto de polivinil (PVC): Esses cabos oferecem desempenho de isolamento suficiente para atender a certos níveis de alta tensão, geralmente adequados para faixas de alta tensão que não são extremamente altas.

Cabos de alta tensão de borracha de etileno-propileno (EPR): Esses cabos combinam a flexibilidade de materiais de borracha com funções de proteção básicas. Sua aparência geral é arrumada e as camadas aderem bem uma à outra.

Cabos cheios de óleo: Isolamento de papel impregnado de óleo; Eles trabalham, mas os cuidados devem ser tomados para evitar vazamentos.

Cabos impregnados em massa: Os compostos viscosos são usados ​​como aplicações de isolamento, principalmente para aplicações de corrente direta de alta tensão (HVDC).

Por estrutura:

Cabos de núcleo único: Eles são usados ​​onde a flexibilidade e a facilidade de instalação são prioridades e contêm um único condutor.

Cabos de três núcleos: Ofereça distribuição de carga equilibrada e interferência eletromagnética reduzida, incorporando três condutores em uma única bainha.

Cabos de dois núcleos/quatro núcleos: Estes são adequados para ocasiões especiais ou necessidades específicas, como circuitos de fonte de alimentação monofásicos de alta tensão de alta tensão em ferrovias eletrificadas.

Quais são as vantagens dos cabos de alta tensão?

Cabos de alta tensão oferecem vários benefícios notáveis:

Alta condutividade: Grande quantidade de eletricidade pode ser transmitida eficientemente sem enormes perdas de energia a longas distâncias.

Isolamento forte: Alta tensão elétrica projetada para garantir segurança e confiabilidade.

Resistência ao calor: Sob condições térmicas altas, eles podem operar sem degradação e manter o desempenho estável.

Adaptabilidade ambiental: Underground, subaquático e nos climas extremos.

Por que os cabos de alta tensão são cruciais para os sistemas de energia?

Os cabos de alta tensão desempenham um papel vital na manutenção da estabilidade e eficiência dos sistemas de energia:

Transmissão eficiente: Eles permitem que a eletricidade se mova por longas distâncias com pouca perda, portanto, a energia gerada chega ao consumidor.

Interconectividade da grade: Isso facilitaria a vinculação de diferentes grades de energia e aumentaria a confiabilidade e ofereceria compartilhamento de recursos.

Suporte para energia renovável: Promoção do uso de energia sustentável e essencial para integrar fontes de energia renovável na grade principal.

O que deve ser considerado ao instalar cabos de alta tensão?

A instalação de cabos de alta tensão requer planejamento e adesão cuidadosos a requisitos específicos:

Planejamento de rotas: Escolher os caminhos que minimizam a necessidade de obstáculos físicos e melhoram o impacto ambiental.

Gerenciamento térmico: Isso garante dissipação de calor adequada, a fim de evitar superaquecimento e manter a integridade de cabos agrupados.

Proteção mecânica: Contendo salvaguardas para proteger de danos físicos durante e após a instalação.

Conformidade regulatória: Em conformidade com os padrões locais e internacionais, garantindo segurança e desempenho.

Como os cabos de alta tensão funcionam em ambientes extremos?

Os cabos de alta tensão são projetados para operar de maneira confiável sob várias condições desafiadoras:

Climas frios: Para evitar essa fragilidade, os materiais são escolhidos para permanecer flexíveis e funcionais a baixa temperatura.

Altas temperaturas: O isolamento resistente ao calor garante a estabilidade do desempenho no ambiente quente.

Grandes altitudes: A pressão do ar é reduzida e as adaptações potenciais de design de estresse elétrico são feitas.

Conclusão

O cabo de alta tensão é uma parte essencial de nossa infraestrutura elétrica: permitindo a transmissão eficiente e confiável de energia em grandes distâncias e em todos os tipos de ambientes. A eletricidade convenientemente nos chega por causa de seu design sofisticado e construção robusta. Para apontar a importância deles em um mundo moderno, suas funções, tipos e aplicação devem ser esclarecidos.

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